正文 第三章 自由翱翔的飛天之路(二)(2 / 3)

1910年3月28日,這天陽光燦爛,風平浪靜。在粼粼碧波上,費勃對水上飛機進行試飛實驗。消息傳開後,一些市政府官員、各界要人以及許多市民都趕來了,海岸邊站滿了觀看的人群。

費勃起動了發動機,飛機便像離弦的箭,飛奔而去,頓時,水麵上像閃過一道閃電。不一會兒,飛機離開了水麵,以每小時60公裏的速度直線飛行,最後,平穩離開,並在空中飛行了500米左右。

費勃成功了!他終於造出了一艘能飛上天的船。

1911年3月,在摩納哥舉行的船舶博覽會上,費勃發明的水上飛機應邀在展覽會期間做飛行表演,又獲得成功。

在這以後,許多科學家沿著費勃的道路走下去。到了20世紀30年代初,科學家對水上飛機做了重大改進,即將機身改為船形,取消了浮筒。因此,它又被稱為“飛船”。

40年代末,水上飛機采用了噴氣式發動機,使它的性能更為理想。1946年,英國科學家製造了一架最大的水上飛機——“公主號”,它可載250名全副武裝的士兵,航程達8800公裏。

至此,水上飛機才真正變成為人類服務的運輸工具。

神奇的天梯——火箭

人類的祖先很早就對神秘的宇宙產生了濃厚的興趣。“不知天上宮闕,今夕是何年?”深遂的藍天,神秘的星空,以其特有的魅力一直在吸引著人們去探索,去旅遊,去看看“瓊樓玉宇”。特別是清幽嫻靜的月亮,在閃爍的群星中顯得特別明亮,更是引起了人們的無窮遐思。人類把探索月球的夢想,編織成一個個美麗的神話,傳誦了一代又一代。美麗的嫦娥因偷吃丈夫從王母那裏得來的仙藥,便身不由已地飄然升空,一直飛到月亮上去了,至今還住在這個廣寒宮裏,公元前2世紀左右,歐洲的一個薩姆斯島上,流傳著一本名叫《一個真實的故事》的書,書中的恐龍想從直布羅陀海峽一直向西穿越大西洋去看個究竟,然而中途被一場暴風吹上了月亮。這說明不僅是中國,還是外國人都有登月的夢想。為了揭開宇宙神秘的麵紗,一大批極具天賦的航天研究專家,展開了一場以航天器為主的航天技術革命。他們研究出了人類從地球到達宇宙的神奇的天梯,實現了人類的登月之夢,完成了從前隻能在神話傳說中令人遐想的偉大壯舉。從此,廣闊無垠的宇宙空間開始成為人類活動的新疆域。

人類到達宇宙的神奇天梯就是火箭。火箭從誕生到今日的發展,經曆了漫長的過程。舉世公認,火箭的發源地在中國。大約在一千多年前的中國宋、元朝時,由於戰事頻繁,人們發明了一種武器,將裝有火藥的竹筒綁在箭杆中部,當點燃導火索以後,火藥急劇地燃燒,猛烈地向後噴出煙霧,箭體受到一個向前的推力,冒首煙向敵方陣地飛去。人們稱這種武器為“火箭”。火箭比其他箭飛得更快、更遠,殺傷力更大,我國明朝時期是古代火箭發展的鼎盛時期,當時的火箭已經發展到十幾種,而且還研製成多級火箭,這是火箭發展史上意義重大的突破。

在火箭發展史上,我國做出過傑出的貢獻。但是,在漫長的封建社會中,火箭技術沒有得到發展,那些閃光的思想便被埋沒了。西方國家在掌握了原始的火箭技術後,卻走到了現代火箭發展的前列。

現代火箭理論的奠基人是俄國的齊奧科夫斯基。他出生於俄羅斯的一個小鎮,10歲的時候不幸得了嚴重的猩紅熱,病愈後失去了聽覺,他不得不呆在家裏自學,後來當上了中學教師,在39歲時他開始係統地研究火箭。1903年,他發表了名為《乘火箭飛船探索宇宙》的著名論文,文中提出了液體火箭的理論。

他認為以往的火箭都是使用固體燃料的,這種燃料一旦點燃就無法控製,在星際航行中火箭的推力應該像油門一樣可以調節,於是他大膽地設想用液氧做氧化劑,和燃料煤油一起作為推進劑,由一個泵調節進入燃燒室推進劑的份量。

這篇論文指出了人類的宇航之路,因此俄國人稱他為“火箭之父”。由於當時的技術條件和時代背景的製約,這些理論成果並沒有在試驗方麵得到支持,在他的有生之年未能造出一枚具有現代特征的火箭。

齊奧科夫斯基設想的液體火箭,在20多年後終於由美國人羅伯特·戈達德首先研製成功。

羅伯特·戈達德出生於美國馬薩諾塞州,童年時代就表現出對科學幻想和機械的強烈興趣。那時候他常迷戀於威爾士和凡爾納的科幻作品。

羅伯特·戈達德從1909年開始進行火箭動力學方麵的理論研究,3年後點燃了一枚放在真空玻璃容器內的固體燃料火箭,證明火箭在真空中能夠工作。1919年,他發表了研究論文《到達極高空的方法》,開創了航天飛行和人類飛向其他行星的時代。從1920年起,他開始研究液體火箭。他最先研製出用液氧和汽油組合的液體燃料火箭發動機。1925年,他對一枚液體推進劑的火箭進行了試驗。1926年3月16日下午2時30分,在美國馬拉諾塞州偏僻的沃德農場,羅伯特·戈達德在助手的幫助下,花了一個上午的時間,把長約3.4米,發射時重量為4.6千克,容重為2.6千克的液體助推火箭裝在火箭發射架上。羅伯特·戈達德小心翼翼地點燃火器,隻見火箭“噌”的向上衝入藍天。一開始它升得很慢,接著變成高速行駛。達到12.5米的高度,時速約為97千米,2.5秒鍾後,火箭以高速向左邊又水平飛行了56米,最後墜毀在一片草地裏。

雖然整個飛行時間僅僅幾秒鍾,然而,在這短短的瞬間,這枚小小的火箭已經創造了曆史,成為世界上第一枚成功飛行的液態燃料火箭,後來,羅伯特·戈達德又陸續設計出更加先進的火箭,並且獲得了214項專利。

令人難以想像的是,羅伯特·戈達德的研究都是在極其缺少經費、不被世人理解的情況下進行的。他成功地發射了世界上第一枚液體火箭,但最初也沒有引起美國政府的重視和支持,所以到他逝世時,美國的火箭技術還遠遠落後於德國。

第二次世界大戰爆發後,由於戰爭對武器的需要,法西斯德國首先研製出液體火箭並用於戰爭。該液體火箭命名為V-2,全長14米,直徑1.65米,總重量5.4噸。火箭的最前端是重達1噸的裝著炸藥的彈頭,射程是330千米,飛行速度是音速的6倍。

1944年9月的一個夜晚,德軍從被占領的荷蘭向英國倫敦發射了這種V-2火箭,不久倫敦市區警報四起,火光衝天,巨大的爆炸聲震耳欲聾。倫敦的防空部隊打開了所有的按照燈,把黑夜照得如同白晝一樣,奇怪的是空中沒有一架敵機,後來才查明,這次襲擊倫敦的不是德國的飛機,而是一種叫做V-2的新式武器。它在荷蘭海岸,幾分鍾就可以飛越英吉利海峽擊中倫敦。

1945年5月7日,德國宣布無條件投降,德國被盟軍和蘇軍占領,美國捷足先登,將德國的150名高級研究人員,以及整批V-2零件迅速運回美國。前蘇聯則帶走了所有設備,相當於搬走了一個完整的V-2工廠。後來美國和前蘇聯的巨型火箭與V-2都有著密切的聯係。

自此之後,蘇美兩國展開了激烈的太空爭奪戰,這場戰爭的核心部分就是火箭的競爭。1955年,前蘇聯製造了一種可以攜帶核武器的導彈,具有很大威力。這時前蘇聯的火箭技術已領先美國。1958年10月4日,前蘇聯在科努爾發射場上,用一枚代號“T3A”的運載火箭成功地將一顆人造地球衛星送入軌道。

這些消息使美國震驚,也促使美國最終批準了衛星計劃。從那時起科學家迅速地研究出了一係列火箭。1969年7月登月計劃成功實現,這無疑顯示了美國火箭在飛行準確和安全方麵的領先水平,也說明了美國在太空領域取得了優勢。1971年,美國又成功地發射了繞火星飛行的人造衛星,此時人類已達到並能夠準確地把握第二宇宙速度。1987年“先鋒者10號”成為第一顆飛離太陽係的人造天體。火箭對速度的超越才告一段落。

20世紀70年代,我國憑借自己的力量,成功發射了第一枚“長征一號”運載火箭,一躍而成為世界上第五個獨立研究和發射人造衛星的國家。30年間,中國共研製成功了12種型號的長征係列運載火箭,覆蓋了近地軌道,太陽同步軌道、地球同步靜止軌道的全部軌道範圍,運載能力大幅度提高,適應發射不同軌道和不同重量人造衛星的要求。如今,我國已經擁有酒泉、西昌、太原三座發射基地,運載火箭的發射和測控技術已經達到了世界先進水平。

射向太空的通道——火箭列車

第二次世界大戰結束後,美國和前蘇聯展開了宇航技術的競賽。1955年7月29日,美國公開宣布:要在1957年的“國際地理物理年”發射人造衛星。這時,前蘇聯的火箭總設計師謝爾蓋·科羅廖夫,還彈精竭慮致力於前蘇聯航天技術的發展。當他聽到美國公布的這一消息後,心裏焦急不定,連忙趕寫了一份關於加快研製蘇聯人造地球衛星的計劃,並立即呈送給了當時的蘇聯領導人赫魯曉夫。前蘇聯政府非常重視,很快批準了科羅廖夫的報告,加快了在哈薩克大草原建設衛星發射基地的步伐,並指命科羅廖夫全權負責。

受命於非常時刻的科羅廖夫深知這是一項極其重要而且特殊的使命,容不得半點馬虎。他立即率領一批火箭專家、高級技術人員,開始了一場爭分奪秒的戰鬥。憑著淵博的火箭知識,科羅廖夫知道,要把人造衛星送入繞地球運行的軌道,必須具有足夠推動力的運載火箭,而單級火箭的推動力太小了。

怎樣解決這一問題呢?科羅廖夫在苦苦思索的過程中突然想到了“宇航之父”齊奧科夫斯基。

1895年,齊奧科夫斯基提出以人造衛星作為星際航行的“驛站”,再從這個“驛站”向月球和其他星球發射火箭的主張。為此,他自行設計安裝製造了一個風洞,研究了100多個宇航飛行器的模型,取得了不少關於空氣動力實驗的第一手珍貴資料。

經過幾年的潛心研究,他出版了一本《可駕駛的金屬飛船》,在人類曆史上第一次提出了火箭飛行理論。他指出,火箭是克服地球引力、飛出地球的最理想可靠的工具。他還精心構想出了火箭的外觀及內在構造情況。他的這一大膽的構想和設計,為現代火箭的產生奠定了堅實的理論基礎。